ارزیابی روش‌های تجربی برآورد تبخیر و تعرق واقعی سالانه در مقیاس بزرگ به کمک تبخیر و تعرق برآوردی از روش سبال در دشت نیشابور

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 منابع آب، گروه مهندسی آب ، دانشکده کشاورزی فردوسی مشهد

2 آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی فردوسی مشهد

3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

4 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

5 مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، فردوسی مشهد

چکیده

با توجه به محدود بودن منابع آب در کشور، مدیریت منابع آب راهکاری مناسب و ضروری برای حل بحران می­باشد. برای مدیریت صحیح و علمی بر منابع آب نیاز به فهم بهتر و دانستن مجموعه‌ی پیچیده‌ی تعاملات مرتبط با آب در بیلان آب یک حوضه است. تبخیر و تعرق یکی از اجزای مهم بیلان آب می‌باشد که اندازه‌گیری مقدار واقعی آن نسبتاً مشکل و روش‌های تعیین آن محدود می‌باشد. در این تحقیق سعی شد تا با استفاده روش سنجش از راه دور (سبال) برآوردی دقیقی از تبخیر و تعرق واقعی در مقیاس حوضه- سال به دست آید. برای انجام این کار ابتدا با استفاده از داده­های هواشناسی و شاخص SPI این سال­ها (84-83، 85-84، 87-86) به ترتیب به‌عنوان سال تر، نرمال و خشک تعیین گردید. سپس با استفاده از روش سبال و تصاویر ماهواره­ای مودیس تبخیر و تعرق واقعی برای دشت نیشابور در مقیاس حوضه – سال محاسبه شد. نتایج به‌دست‌آمده با نتایج مدل SWAT مقایسه گردید که دقت خوبی را نشان می­داد. با توجه به این که هدف از این تحقیق ارائه روشی دقیق، ساده و مقرون به صرفه برای برآورد تبخیر تعرق واقعی در مقیاس حوضه- سال بود، از بین روابط واسنجی شده معادله یانگ با 3/28 = RMSE میلی­متر و 90/0= R2 برای کل حوضه و رابطه abcd با 24/16= RMSE میلی­متر و 90/0= R2 برای دشت و رابطه یانگ با 37/19 = RMSE میلی­متر و 90/0= R2 برای کوه بهترین جواب را برآورد کرده است. البته نتایج روابط ژانگ و فو نیز بسیار مشابه یاِنگ بوده و اختلاف کمی با یکدیگر دارند

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of “Experimental Methods in Estimation of Large-Scale Actual Annual Evapotranspiration” using “Estimated Evapotranspiration from SEBAL” for Neyshabor Plain

نویسندگان [English]

  • Mehdi Yavari 1
  • Javad Omidvar 2
  • kamran Davari 3
  • Alireza Farid hosseini 4
  • Mohammad Inanlou 5
چکیده [English]

According to Limited water resources in the country, Management of water resources as a strategy, it is essential for the crisis. For correct and scientific management of water resources that are needed A better understanding and knowledge of the complex collection of interactions associated with water in a water balance catchment. Evapotranspiration is one of the most important components of the water balance that it is difficult to measure the actual rate And have limited methods. In this study tried to achieve accurate estimates of actual evapotranspiration in catchment-year scale by using remote sensing method (SEBAL). To accomplish this, firstly using meteorological data and the SPI Index Years 84-83, 85-84 and 87-86 Were determined As the wet, normal and dry years Respectively. Then it was calculated actual evapotranspiration for Neishabour plain in catchment-year scale by using MODIS satellite images and SEBAL method. The results were compared with the results of the SWAT model that is showed good accuracy. Due to the purpose of this study is to provide an accurate, simple and inexpensive estimate for actual evapotranspiration in catchment-year scale, from the calibration relationship, Young's equation for the entire basin with RMSE= 28.3 mm and R2 = 0.90 and abcd equation for the plain with RMSE= 16.24 mm and R2 = 0.90, and Young's equation for the mountain with RMSE= 19.37 mm and R2 = 0.90 estimate The best response. Of course The results of Zhang’s and Fu’s equations were similar to Young's equation and there are a few differences

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Actual evapotranspiration
  • SEBAL
  • Nieshaboor watershed experimental and semi-experimental equations
  1. حمیدی، ز. 1392." ارزیابی روش­های تجربی برآورد تبخیر- تعرق واقعی در مقیاس بزرگ به کمک تبخیر-
     تعرق برآوردی از مدل SWAT ". پایان نامه کارشناسی ارشد منابع آب،دانشگاه فردوسی،مشهد
  2. رحیمی خوب، ع. 1384،.تعیین تبخیر وتعرق گیاه مرجع در مقیاس منطقه‌ای با استفاده از تصاویر نوا، مطالعه‌ی موردی حوزه‌ی دریاچه‌ی ارومیه. پایان نامه دکتری، دانشگاه تربیت مدرس.
  3. زبیری، م. و ع. مجد. 1385. آشنایی با فن سنجش از دور و کاربرد در منابع طبیعی. چاپ ششم، انتشارات دانشگاه تهران، شماره 2315، تهران.
  4. علیزاده، ا . 1386. اصول هیدرولوژی کاربردی. چاپ بیست و یکم، انتشارات دانشگاه امام رضا، ص803، مشهد.
  5. مهاجرپور، م.، م.  موسوی بایگی و م.  هاشمی نیا. 1387.  اندازه گیری تبخیر-تعرق گیاه مرجع از روش بالانس انرژی (نسبت باون) و مقایسه آن با داده های لایسیمتر. مجله علوم و صنایع کشاورزی، ویژه آب و خاک، 22 (1): 13-21.
  6. نوری، س. 1389. برآورد تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از الگوریتم سبال و تصاویر سنجنده مودیس در زیر حوضه آبریز مشهد. پایان نامه دوره کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، دانشگاه فردوسی مشهد.
    1. Allen, R., A. Morse and M. Tasumi. 2003.”Application of SEBAL for western US water rights regulation and planning”. ICID workshop on remote sensing of ET for large regions.
    2. Allen, R., R. Waters, M. Tasumi, R. Trezza and W. Bastiaanssen. 2002. SEBAL, Surface energy balance algorithms for land, Idaho Implementation. Advanced Training and Users Manual, version 1.0.
    3. Allen, R.G., M. Tasumi and R. Trezza. 2007. Satellite-based energy balance for mapping evapotranspiration with internalized calibration (METRC)-model. Journal of Irrigation and Drainage Engineering,  133( 4): 380-393.
    4. Barratt, D., M. Parsons, W. Welsh and E. Nation. 2010. Investigating land usechange- scenario impacts: potential effects of reforestation on water yield in the Upper Murray River Basin. Bureau of Rural Sciences.
    5. Bastiaanssen, W.G.M., M. Menenti, R.A. Feddes and A.A. Holtslang. 1998. A remote senesing surface energy balance algorithm for land (SEBAL): 1. Formulation. Journal of  Hydrology, 212-213: 198-212.
    6. Di Bella, C. M., C.M. Rebella and J.M. Paruelo. 2000. Evapotranspiration estimates using NOAA AVHRR imagery in the Pampa region of Argentina. International Journal of Remote Sensing, 21(4): 791-797.
    7. Donohue, R.J., M.L. Roderick and T.R. McVicar. 2007. On the importance of including vegetation dynamics in Budyko’s hydrological model. Hydrol. Earth Syst. Sci, 11: 983–995.
    8. Granger RJ and DM. Gray. 1989. Evaporation from natural nonsaturated surfaces. Journal of Hydrology 111: 21–29.
    9. Hafeez, M.M., Y. Chemin, N. Van De Giesen and B.A.M. Bouman. 2002. Field evapotranspiration estimation in Central Luzon, Philippine, using different sensors: Landsat 7 ETM+, Terra MODIS and Aster. Proceedings of Symposium on Geospatial Theory, Processing and Application. Ottawa, Canada. Kimura. R, L. Bai, J. Fan, N. Takayama, O. Hinokidani.2007. “Evapotranspiration estimation over the river basin of the Loess Plateau of China based on remote sensing”. Journal of Arid Environments 68 - 53–65.
    10. Jacob, F., A. Olioso, X.F.  Gu, J.F. Hanocq, O. Hautecoeur  and M. Leroy. 2002. Mapping surface fluxes using visible-near infrared and thermal infrared data with the SEBAL algorithm. Journal of Agronomies, 22: 669-680.
    11. Jensen ME, RD. Burman and RG. Allen. 1990. Evaporation and Irrigation Water Requirement. ASCE Manual No. 70. American Society of Civil Engineers: New York; 332.
    12. Meng, L., L.I. Tao, J. Li and C. Wang. 2008. A system for automatic processing of MODIS L1B data. Proceedings of the 8th International Symposium on Spatial Accuracy Assessment in Natural Resources and Environmental Sciences, China, 335-343.
    13. Morton, FI. 1983. Operational estimates of areal evapotranspiration and their significance to the science and practice of hydrology. Journal of Hydrology 66: 1–76
    14. Roerink, G.J., B. Su and M. Menenti. 2000. S-SEBI A simple remote senesing algorithm to estimate the surface energy balance. Journal of Physics and Chemistry of the Earth, 25(2): 147-157.
    15. Shao, W., D. Yang, F. Sun and J. Wang. 2011. Analyzing the Regional Soil-vegetationatmosphere
    16. Shu, Y., Y. Lei, L. Zheng and H. Li. 2006. An evapotranspiration (ET) model based GIS using LANDSAT data and MODIS data with improved resolution. Journal of Remote Sensing for Environmental Monitoring, GIS Application, and Geology VI, 6366.
    17. Wang, J., T.W. Sammis, C.A. Meier, L.J. Simmons, D.R. Miller  and Z. Samani.2005. A Modified SEBAL Model for Spatially Estimating Pecan Consumptive Water Use
    18. Yang, D., F. Sun, Z. Liu, Z. Cong, G. Ni and Z. Lei. 2007. Analyzing spatial and temporal variability of annual water-energy balance in nonhumid regions of China using the Budyko hypothesis. Water Resources Research. 43(4), DOI:10.1029/2006WR005224.